JP2012505460A - 画像のコントラスト強調 - Google Patents

Abstract

装置は、１又はそれ以上のカラー画像に対してコントラスト強調を実行するように構成される。本装置は、画像エリアに関する色値をもつ前記カラー画像を与える画像ソース１０１を有し、各画像エリアは、詳細には、画素に対応し得る。コントラスト強調処理部１０３は、前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリア対して輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行する。コントラスト強調処理部１０３は、詳細には、画素の色に関する公称輝度値に対して輝度値を正規化することにより、画素に関する補償済み輝度値を生成し得る。そして、輝度コントラスト強調は、補償済み輝度値に対して実行される。本アプローチは、向上した画像品質を可能にし、詳細には、カラーバリエーションによる不自然な影効果の導入を低減し得る。

Description

本発明は、画像のコントラスト強調に関し、詳細には、排他的ではないが、カラービデオ信号の動画のコントラスト強調に関する。

画像のコントラスト強調は、準最適なコントラストをもつように把握された画像の画像品質を向上させるために、静止画及び動画の双方に対して広く適用されている。従来のコントラスト強調手法は、画像の輝度（明るさ）特性を変更することにより、例えば明るいエリアをより明るく、暗いエリアをより暗くする非線形関数を適用することにより、動作する。例えば、ビデオ信号用の輝度信号は、ダイナミックレンジ拡張関数（dynamic range expander function）を適用することにより変更され得る。しかしながら、このアプローチは、多くのアプリケーションに対して適切な性能を提供することができるが、多くのカラー画像に対して準最適になる傾向にあり、幾つかの状況において画像品質の劣化又は歪みをもたらし得る。例えば、飽和した赤色及び青色は、本質的な低輝度（典型的には、それぞれ白色の約２０％及び１０％）に関連付けられ、従来のコントラスト強調技術は、斯様な色が不自然な影領域の導入をもたらす明るさにおいて更に減少されるという不所望な効果をもたらす傾向にある。

外部において、オブジェクトは、これらが光源により照らされて光が観察者の目に反射されたときに、観察者により理解される。反射された光のスペクトルは、光源のスペクトルの生成物及びオブジェクトの反射率のそれぞれとして計算され得る。そして、良く知られたカラーマッチング関数を用いて、CIE 1931 xy色度座標が、目に入る光の座標から計算され得る。光及び光源のシーン反射１００％のオブジェクトは、フラットなスペクトル（又は太陽光のような比較的フラットなスペクトル）を有し、白色オブジェクトが見られるだろう。このオブジェクトは、シーンにおける全ての反射するオブジェクトのうち最も高い可能な明るさを有する。オブジェクトが狭いスペクトル帯だけを反射するときには、これは、非常に飽和した色（例えば、飽和した赤色に対して６３０ｎｍ）を有するだろう。しかしながら、その明るさは、他の波長の光の全てが吸収されるので、非常に低くなるだろう。更に、同一の光強度をもつ異なる波長が異なるレベルの明るさをもつように知覚されるので、知覚された明るさは特定の色に依存するだろう。

それ故、例えば飽和した色のために、比較的明るいオブジェクトでさえも比較的低い輝度値を有し、コントラスト強調は、明るさのレベルを更に低減させる傾向にあるだろう。従って、多くのシーンに対して、コントラスト強調は、画像品質を低下させる傾向にあり、特に、追加の影効果を導入し、異なる色間の区別を悪化させ得る。

それ故、画像のコントラスト強調のための改良されたシステムが有利であり、特に、増大した自由度、促進された動作又は実装、向上した画像品質及び／又は向上した性能を可能にするシステムが有利であるだろう。

従って、本発明は、好ましくは、１又はそれ以上の前述した欠点を単独で又は任意の組み合わせにおいて軽減、緩和又は除去することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、カラー画像のコントラスト強調のための装置であって、画像エリアに関する色値をもつカラー画像を与える手段と、前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアの輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行するためのコントラスト強調手段とを有する、装置が提供される。

本発明は、画像に対する向上したコントラスト強調を可能にする。特に、本発明は、低く知覚された明るさに対応するとともに多くの実施形態において影効果及び色知覚の低下を阻止及び削減し得る色エリアをもつ画像に対して向上したコントラスト強調を与え得る。本発明は、特に、照射されたエリアを強化しながら影領域の改良された暗色化を与えるコントラスト強調を可能にする。本アプローチは、多くの実施形態において、特定の色値に対して、コントラスト強調の改良された非依存性を提供し得る。本発明は、カラー画像により描かれたシーンのより鮮明で現実的な外見を与えるコントラスト強調を適宜可能にし得る。

各画像エリアは、１又はそれ以上の画素に対応し得るか又はこれらの画素を有し得る。更に、少なくとも幾つかの画像エリアは、画像エリア全体をカバーしてもよく、及び／又は、画像エリアと重ならなくてもよい。詳細には、少なくとも幾つかの画像エリアは、デジタルカラー画像の全ての画素に対応し得る。カラー画像は、静止画であってもよく、又は、ビデオ信号のフレームのような画像シーケンスの画像であってもよい。色値は、色表現又は組み合わせられた輝度及び彩度の表現により表され得る。例えば、アナログビデオ信号に関して、輝度値は、輝度信号の信号値により与えられ、色値は、１又はそれ以上の彩度信号の値に対応し得る。色値は、ディスプレイの複数の主色のそれぞれに関する色値のような、異なる色成分に関する別個の値を有する合成値であってもよい。

本発明のオプション的な特徴によれば、コントラスト強調手段は、前記画像エリアの前記色値に応じて、前記少なくとも幾つかの画像エリアのそれぞれに関する補償済み輝度値を生成するための補償手段と、前記補償済み輝度値に対して輝度コントラスト強調を実行するための手段とを有する。

本特徴は、向上した及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くのシーンにおいて向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。

補償済み輝度値は、他の色に対する、詳細には白色に対する、その色値により表された色に関する相対的な知覚輝度を特に反映し得る。

本発明のオプション的な特徴によれば、補償手段は、第１の画像エリアの公称輝度値を前記第１の画像エリアの色値の関数として決定するための公称輝度手段と、前記第１の画像エリアに関する補償済み輝度値を前記公称輝度値及び前記第１の画像エリアの輝度値の関数として生成するための輝度決定手段とを更に有する。

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの状況において向上した画像品質可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。

公称輝度値は、画像エリアの所与の（予め決められた）輝度レベルの他の色（及び特に白色）に対する、その色値により表された色に関する相対的な知覚輝度を特に反映し得る。それ故、色値は、特定の輝度レベルに対応するように補償され、公称輝度値は、この特定の輝度レベルに関する色の知覚された明るさを示し得る。詳細には、複数成分の色値に関して、公称輝度値は、個々の複数成分色値の所与の組み合わせられた値に関する知覚された相対的な明るさに対応し得る。例えば、公称輝度値は、色値により表された色に関する知覚された相対的な明るさに対応し得るが、（複数成分色値の間の同一の関係を維持しながら）予め決められた度合いをもつ。

本発明のオプション的な特徴によれば、補償手段は、前記公称輝度値に対して前記第１の画像エリアに関する前記輝度値を正規化することにより、前記第１の画像エリアに関する前記補償済み輝度値を生成するように構成される。

これは、画像におけるカラーバリエーションの特に有利な補償を提供し得る。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度手段は、複数の色値に関する公称輝度値を有するルックアップテーブルを格納するためのデータ格納部を有し、前記ルックアップテーブルにおけるテーブルルックアップにより前記公称輝度値を決定するように構成される。

これは、多くの実施形態において促進された動作を可能にし、及び／又は、複雑度及び／又はリソース消費を削減し得る。ルックアップテーブルは、特定の色に関する予め決められた輝度値を特に有し得る。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度値は、前記第１の画像エリアの前記色値に関する最大輝度値である。

これは、特に有利なコントラスト強調を可能にし、詳細には、色の関数としての知覚輝度バリエーションの影響に関して極めて効果的な補償を提供する。代わりに又は加えて、これは、所与の色値に関する最大輝度が決定を比較的容易にするので、促進された実装及び／又は動作のために提供され得る。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度手段は、前記色値の複数の線形色成分値の関数として前記公称輝度を決定するように構成され、各色成分値は、表示主色に対応する。

例えば、色値は、線形の赤、緑及び青の主色成分値により（即ち、１のガンマ値を伴うＲＧＢカラースキームに対応する線形ＲＧＢカラースキームに応じて）与えられ得る。本アプローチは、色の関数としての知覚輝度バリエーションを反映する適切な公称輝度値を決定する効果的な手法を提供し得る。線形色成分値は、色値に関する最大輝度値を決定するための特に用いられ得る。

幾つかの実施形態において、本装置は、（例えば１とは異なるガンマ値をもつＲＧＢ値のような）非線形の色成分値から線形の色成分値に色値を変換するための手段を有し得る。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度手段は、前記線形色成分値の最大値に対して前記線形色成分値を正規化することにより、正規化された色成分値を生成し、前記正規化された色成分値の組み合わせとして前記公称輝度を決定するように構成され、前記組み合わせは、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度に対応する重み付けを有する。

これは、公称輝度の特に有利な決定を提供し得る。詳細には、公称輝度の促進及び／又は改良された決定が実現され得る。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記公称輝度手段は、前記線形色成分値の組み合わせとして前記第１の画像エリアに関する輝度値を決定するように構成され、前記組み合わせは、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度に対応する重み付けを有する。

これは、輝度値の特に有利な決定を提供し得る。詳細には、輝度値の促進及び／又は改良された決定が実現され得る。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記コントラスト強調手段は、前記輝度コントラスト強調から生ずるコントラスト強調された輝度値を脱補償するための手段を更に有し、前記脱補償は、前記補償手段の逆動作に対応する。

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの状況において向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。

例えば、脱補償は、輝度値の生ずる相対的変更が、輝度コントラスト強調により補償済み輝度値に適用された相対的変更に対応するようになる。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記コントラスト強調手段は、少なくとも第１の画像エリアに対して、前記第１の画像エリアに関する補償済み輝度値と前記輝度コントラスト強調から生ずる強調された輝度値との間の関係を決定するための手段と、前記関係に応じて前記第１の画像エリアに関する色値を変更するための変更手段とを更に有する。

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの実施形態において向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。

例えば、脱補償は、輝度値の生ずる相対的な変更が輝度コントラスト強調により補償済み輝度値に適用された相対的な変更に対応するようになる。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記変更手段は、前記第１の画像エリアに関する色値の色成分値を、前記第１の画像エリアに関する前記補償済み輝度値と前記第１の画像エリアに関する前記輝度値との間の割合で乗算するように構成され、各色成分値は、表示主色に対応する。

これは、特に効果的で低複雑度の動作を提供し得る。

本発明のオプション的な特徴によれば、本装置は、非線形マルチカラー成分色値を線形マルチカラー成分色値に変換するための手段を更に有し、前記輝度手段は、前記線形マルチカラー成分色値に応じて輝度値を決定するように構成される。

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの実施形態において向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。

本発明のオプション的な特徴によれば、前記コントラスト強調手段は、前記色値に応じて各画像エリアに関する照射強度値を決定し、前記照射強度値に対して前記コントラスト強調を実行するための手段を有する。

本特徴は、改良及び／又は促進されたコントラスト強調を提供し得る。詳細には、本特徴は、多くの実施形態において向上した画像品質を可能にする一方で、低複雑度の実装及び動作を提供する。

本発明の他の態様によれば、カラー画像のためのコントラスト強調の方法であって、画像エリアに関する色値をもつ前記カラー画像を与えるステップと、前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアに関する輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行するステップとを有する、方法が提供される。

本発明のこれら及び他の態様、特徴及び利点は、後述される実施形態から明らかになり、これらの実施形態を参照し説明されるだろう。

本発明の実施形態は、図面を参照して、単なる例により述べられるだろう。

本発明の幾つかの実施形態によるコントラスト強調装置の一例の図である。 本発明の幾つかの実施形態によるコントラスト強調処理部の一例の図である。 コントラスト強調アルゴリズムに関する輝度遷移特性の一例の図である。 本発明の幾つかの実施形態によるカラー画像のためのコントラスト強調の方法の一例の図である。

図１は、１又はそれ以上のカラー画像に対してコントラスト強調を実行するためのコントラスト強調装置の一例を示している。以下において、本装置により実行されるコントラスト強調は、単一のデジタルカラー画像のためのコントラスト強調を中心に述べられるだろう。しかしながら、他の実施形態において、コントラスト強調は、例えば、デジタルビデオ信号のビデオフレームのような画像のシーケンスに適用されてもよく、又は、アナログカラービデオ信号のようなカラー画像のアナログ表現に対して直接的に適用されてもよいことが理解されるだろう。

コントラスト強調装置は、特定の例においては画像の各画素に関する色値により表されたデジタル静止画像であるカラー画像を与えるように構成されたカラー画像ソース１０１を有する。色値は、詳細には、特定の色空間に対応するマルチカラー色値のセットである。それ故、値は、画像を示すためにディスプレイの各主色に対して与えられる。例えば、色値は、例えばＸＹＺ又はＲＧＢ色空間の色成分に対応する３つのマルチカラー色値を含み得る。

以下の説明は、各画素に関する色値がＲＧＢ色空間のそれぞれ赤色、緑色及び青色に関する３つの駆動値を含む例に着目するだろう。しかしながら、他の色表現が他の実施形態に用いられてもよいことが理解されるだろう。例えば、幾つかの状況において、画像は、更にアナログ又はデジタルの表現であり得る輝度及び彩度の値により表されてもよい。

他の例において、別個の色値が各画像画素に対して与えられるのではなく、むしろ、一の色値が複数の画素に対応し得る画像エリアに関する色情報を与え得ることも理解されるだろう。例えば、輝度データが画素毎に基づき与えられる一方で、色値は、各画素ブロックが複数の画素を有する画素ブロック毎に基づき与えられる（例えば、色データは、４つの画素のブロックに対して与えられ得る）。それ故、画像エリアは、１又はそれ以上の画素を有する画素ブロックであり得る。

カラー画像ソース１０１は、例えば、ハードディスク若しくは他の格納手段のような内部ソースからカラー画像を取り出すことによりこのカラー画像を与えてもよく、又は、例えば、外部ソースからカラー画像を受信するためのレシーバを有してもよい。

カラー画像ソース１０１は、画像に対してコントラスト強調を実行するように構成されたコントラスト強調処理部１０３に結合される。コントラスト強調は、個々の画像エリアに関する色値に依存して少なくとも幾つかの画像エリアに関する輝度特性を変更することを含む。それ故、コントラスト強調処理部１０３は、輝度情報を考慮するだけでなく、変更される画像エリアの色に依存するコントラスト強調を実行する。例えば、画素値の調節は、輝度だけでなく、その画素の色にも依存する。

詳細には、コントラスト強調処理部１０３は、画像エリアの輝度がコントラスト強調前の画像エリアの色の最大輝度に対して正規化されるように、画像エリアの輝度特性を正規化する。この正規化の手順は、シーンにおける照射強度の近似値を効果的に与える。

そして、コントラスト強調処理部１０３は、影領域を暗くし、色に関わらず照射されたエリアにおける輝度を増大させることにより、正規化された画像に対してコントラスト強調を実行する。その後、生ずるコントラスト強調された画像は、元の画像に対応するコントラスト強調された画像を与えるために脱正規化され得る。

コントラスト強調が特定の色に関する知覚輝度の依存状態を考慮するので、本アプローチは、改良されたコントラスト強調を与えるためにコントラスト強調が局所的な色状態に適合されるのを可能にする。詳細には、異なる色のコントラスト強調は、より多くの一貫性のあるコントラスト強調を与えるように調和され得る。これは、詳細には、相対的な明るさよりもむしろ色に起因して低い輝度値を有する比較的明るい色の暗色化を阻止することができる。例えば、従来のコントラスト強調のアプローチにおいて、本質的に低い最大輝度に関連付けられた飽和色（例えば赤色及び青色）は、緑色や黄色のような高い本質的な最大輝度をもつ色よりも暗くならない。その結果は、現実的な影効果及びより明るい色の差別化をもつより明るくより鮮明な画像になり得る。

輝度の補償は、詳細には、画像エリアに関する色特有の輝度値よりもむしろ、画像エリアに関する色特有ではない照射強度に対応する補償済み輝度をもたらし得る。それ故、補償済み輝度は、画像オブジェクトにより反射された光から生ずる知覚輝度よりもむしろ、画像オブジェクトに位置する白色光の強さを反映する。それ故、図２の例において、コントラスト強調プロセスは、元の輝度値よりも照射値に適用される。

図２は、図１のコントラスト強調処理部１０３のより詳細な要素を示している。

本例において、コントラスト強調処理部１０３は、３つの非線形成分値を有するマルチカラー成分色値の形式でデータを受信する。３つの成分の非線形色フォーマットは、例えばＸＹＺフォーマットのような特定の例において用いられる。以下の説明は、画像を示すディスプレイに関する３つの主色に対応する赤色、緑色及び青色成分を有する色値に着目するだろう。詳細には、色値は、ＲＧＢ色空間に応じたＲＧＢ値として与えられる。更に、ＲＧＢ色空間は、本例において、異なるガンマ値をもつ非線形色空間である。典型的なガンマ値は、例えば２．２であり得る。

コントラスト強調処理部１０３は、適宜、カラー画像ソース１０１から非線形ＲＧＢ画像データを受信するカラースキーム変換部２０１を有する。そして、カラースキーム変換部２０１は、カラースキームを線形カラースキーム、特定の例においては線形ＲＧＢカラースキームに変換する。それ故、カラースキームコンバータ２０１は、変換

を実行する。ここで、R_ij，G_ij及びB_ijは、それぞれ、行i及び画素位置jでの入力された赤色、緑色及び青色の副画素駆動値を示し、R_ij ^lin，G_ij ^lin及びB_ij ^linは、線形光領域における副画素駆動値を表す。

カラースキーム変換部２０１は、画像エリアに関する補償済み輝度値を生成する輝度補償処理部２０３に結合される。補償済み輝度値は、画像エリアの輝度値だけでなく画像エリアの色値にも依存する。

輝度補償処理部２０３は、各画像エリアに関する、詳細には各画像画素に関する公称輝度値を決定するように構成された公称輝度処理部２０５を有する。公称輝度値は、詳細には、白色に対する、その色に関する相対輝度値である。それ故、公称輝度値は、所与の光強度の色の知覚明度又は輝度レベルを反映し得る。それ故、目が同一の光強度をもつにも関わらず異なる明るさをもつ異なる色を知覚するように、異なる色が異なる公称輝度値を有するだろう。例えば、青色の光の同一量は、緑色の光の同一量よりも１０倍少ない明るさになるように知覚される傾向にあるだろう。

公称輝度処理部２０５は、例えば、所与の光強度での異なる色値に関する予め決められた公称輝度値を有するルックアップテーブルを格納するデータ格納部を有し得る。そして、公称輝度処理部２０５は、色値をその光強度に対して正規化し、色値により表される色に最も近い（又はこの色と同一の）色に関する格納された公称輝度値を識別するテーブルルックアップを実行する。

図２の特定の例において、公称輝度値は、所与の色に関する最大輝度値である。それ故、公称輝度値は、光強度がその色表現により表され得る最大レベルであると見なす、その色に関する知覚された輝度値に対する相対値である。

この場合における最大輝度値は、（異なる色に関する目及び脳の相対的な輝度の知覚に起因した）知覚輝度に対する色の影響と異なる色に対して最大光強度を与えるためのカラースキームの変化能力の影響との双方を反映し得る。例えば、ＲＧＢカラースキームに関して、白色シグナルは、成分値（１，１，１）で表され得るのに対し、例えば赤色に対して与えられ得る最大光強度は（１，０，０）に対応し得る。即ち、与えられ得る最大光強度は、この場合においては、幾つかの合成色に対して、赤色に関して削減されるだろう。

特定の例において、公称輝度処理部２０５は、色値に関する公称輝度値を、線形複数成分色値、即ち線形ＲＧＢ値から直接的に計算する。この計算は、線形色成分値の最大値に対する色値の最初の正規化、続いて、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度を考慮する正規化された値の組み合わせを有する。

詳細には、公称輝度処理部２０５は、複数成分値の最も大きな値

により各値を分割することにより線形ＲＧＢ値を正規化する。

それ故、（ＲＧＢ値が［０，１］の範囲内の値として表されることを前提とした場合に）その色に関する最大強度に対応する相対ＲＧＢ値が決定される。

この最大輝度が異なる色に関するカラースキームの強度限界を反映することも理解されるだろう（例えば、純緑色光に関して生ずる最大値は（０，１，０）であり、合成白色光に関して生ずる最大値は（１，１，１）であるだろう）。

また、他の実施形態において他の正規化パラメータが用いられてもよいことが理解されるだろう。例えば、この正規化は、例えば、

のような画素値に関する組み合わせられた輝度と相対的である。

そして、公称輝度処理部２０５は、３つの主な表示色に関する目及び脳の相対的知覚を考慮に入れた正規化された色値に関する知覚輝度を計算する。詳細には、公称輝度処理部２０５は、複数成分値を、対応する主色からの知覚された明るさの寄与度を反映する値により重み付けされた各値と組み合わせる。本例において、公称輝度処理部２０５は、重み付けされた合計

を用いる。ここで、Y_ij ^maxは画素に関する公称輝度値であり、Wは個々の主色に関する知覚明るさの寄与度を反映するように設定される。例えば、Rec709全域に関して、その値は、W_R=0.2126，W_G=0.7152及びW_B=0.0722として設定され得る。

輝度補償処理部２０３は、画像エリアに関する色値に応じて各画像エリア（及び詳細には本例における画素）に関する輝度値を計算する輝度処理部２０７を更に有する。特定の例において、同一の組み合わせは、公称輝度値を決定するために用いられたように、知覚された輝度値を決定するために用いられる。それ故、輝度処理部２０７は、

として画素（j，i）に関する輝度を計算する。

公称輝度処理部２０５及び輝度処理部２０７は、画素に関する公称輝度値と輝度値との関数として画素に関する補償済み輝度値を計算する補償済み輝度処理部２０９に結合される。補償済み輝度値は、如何なる他のパラメータを考慮することなく、これらのパラメータのみに応じて計算され得る。

特定の例において、補償済み輝度処理部２０９は、画素に関する公称輝度値に対して画素に関する輝度値を正規化することにより画素に関する補償済み輝度値を計算する。詳細には、補償済み輝度処理部２０９は、最大輝度値に対する画素の相対輝度として補償済み輝度を計算し得る。詳細には、補償済み輝度は、

として計算され得る。

この値は、画素の照射強度の推定に対応し（即ち、色情報の明るさの効果に対して補償される）、詳細には、画素の色に関して達成可能な最大輝度に対して入力画素の輝度を正規化することにより計算される。特定の例において、ＲＧＢ値は、［０，１］の範囲において照射強度値Iをもたらし得る。

輝度補償処理部２０３及び詳細には補償済み輝度処理部２０９は、補償済み輝度値及び詳細には輝度強度値I_ijが供給される輝度コントラスト強調処理部２１１に結合され、補償済み輝度値に対して輝度（のみの）コントラスト強調を実行する。

それ故、輝度コントラスト強調処理部２１１により画像に適用されたコントラスト強調は、補償済み輝度特性のみを考慮し、如何なる色パラメータ又は特性も考慮しない。

輝度に基づく任意の適切なコントラスト強調処理が用いられてもよいことが理解されるだろう。例えば、簡単な非線形関数が、低輝度値の削減及び高輝度値の増大をもたらす補償済み輝度値に適用されてもよい。例えば、図３の遷移特性が適用され得る。多くの輝度コントラスト強調アルゴリズムが当業者にとって既知であり、任意の適切な斯様なアルゴリズムが本発明から逸脱することなく用いられ得ることが理解されるだろう。

それ故、本例において、コントラスト強調は、輝度Yに適用される代わりに輝度信号Iに適用される。F_{contrast｛｝}によるコントラスト強調動作及びI_enhによる生ずる輝度値を示す場合には、強調動作は、

により表され得る。

図１及び図２の例において、コントラスト強調処理部１０３は、輝度補償処理部２０３により実行された元の輝度値の補償に対してコントラスト強調済み輝度データを補償可能な脱補償処理部２１３を更に有する。それ故、脱補償処理部２１３は、輝度補償処理部２０３の逆動作に対応する脱補償を実行し得る。詳細には、公称輝度値に対する正規化が戻され得る。特定の例として、画素に関する脱補償済み輝度値は、コントラスト強調された補償済み輝度値を、その画素の色に関連付けられた公称輝度値と乗算することにより決定され得る。

図２の特定の例において、脱補償処理部２１３は、コントラスト強調された色値に依存した画素の色座標を直接的にスケーリングすることにより間接的な脱補償を実行する。詳細には、脱補償処理部２１３は、コントラスト強調された輝度値とコントラスト強調される前の補償済み輝度値との間の関係を決定する輝度関係処理部２１５を有する。この関係は、詳細には、コントラスト強調から生ずる輝度値の相対変化を示す割合であり得る。図２の特定の例において、輝度関係処理部２１５は、割合

を計算する。

輝度関係処理部２１５は、カラースキーム変換部２０１にも結合される色値変更部２１７に結合される。色値変更部２１７は、コントラスト強調により導入された輝度値間の関係を反映するために画像の色値を変更する。

色値が３つのマルチカラー成分値により与えられる特定の例において、色値変更部２１７は、画素に関する色値の色成分値を、コントラスト強調の前後の画素の輝度値間の割合で単純に乗算し得る。それ故、図２の特定の例において、色値変更部２１７は、個々の線形ＲＧＢ色値を、コントラスト強調の前後の補償済み輝度値（照射強度）間の割合で乗算する乗算部である。

それ故、強調された出力の色値は、強調された照射及び元の照射の割合により入力線形ＲＧＢデータ値をスケーリングすることにより生成される。

本システムにおいて、輝度補償処理部２０３は、適宜、輝度領域から照射強度領域への変換を実行するものと見なされてもよく、脱補償処理部２１３は、照射強度領域から輝度領域への相補的な変換を実行するものと見なされてもよい。

そして、生ずるＲＧＢ色値は、色値変更部２１７に結合されるとともに、線形ＲＧＢ値を、第１のカラースキーム変換部２０１に対する入力データのために用いられるフォーマットに対応する非線形ＲＧＢ値に変換するように構成された第２のカラースキーム変換部２１９に供給される。

述べられたアプローチは、改良されたコントラスト強調を提供し、例えばカラー画像に対して不自然な影効果を導入する恐れを削減し得る。本アプローチは、重要エリアが同一の照射強度をもつものとして識別されることを可能にし、これらが一貫性のある態様でマッピングされることを可能にする。更に、補償済み輝度値からなる照射マップは、照射されたエリアと影エリアとの間の明確な差を与える。それ故、照射値のコントラスト強調は、オブジェクト間の自然なバランスを維持しながら、影強度を増大させる。

図４は、カラー画像のためのコントラスト強調の方法の一例を示す。

本方法は、画像エリアに関する色値をもつカラー画像が与えられるステップ４０１において開始する。

ステップ４０１に続いて、画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアに関する輝度特性を変更することによりカラー画像に対してコントラスト強調が実行されるステップ４０３が行われる。

明確さのための前記説明は、異なる機能ユニット及び処理部を参照して本発明の実施形態を説明したことが理解されるだろう。しかしながら、異なる機能ユニット又は処理部間の機能性の任意の適切な分配は、本発明からそれることなく用いられ得ることが理解されるだろう。例えば、別個の処理部又は制御部により実行されるように示された機能が、同一の処理部又は制御部により実行されてもよい。それ故、特定の機能ユニットの参照は、厳密に論理的又は物理的な構造又は組織を示すよりもむしろ述べられた機能を与えるための適切な手段の参照としてのみ理解されるべきである。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの任意の組み合わせを含む任意の適切な形式において実装され得る。本発明は、オプション的に、１又はそれ以上のデータプロセッサ及び／又はデジタルプロセッサを動作させるコンピュータソフトウェアとして少なくとも部分的に実装されてもよい。本発明の一実施形態の要素及び部品は、任意の適切な態様において物理的、機能的及び論理的に実装されてもよい。実際には、機能は、単一ユニットにおいて、複数のユニットにおいて、又は、他の機能ユニットの部分として、実装されてもよい。本発明は、単一のユニットにおいて実装されてもよく、又は、異なるユニット及びプロセッサ間で物理的及び機能的に分配されてもよい。

本発明は、幾つかの実施形態と組み合わせて述べられたが、ここに記載された特定の形式に限定されることを意図するものではない。むしろ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定される。追加的に、一の特徴が特定の実施形態と組み合わせて述べられるように見えるが、当業者は、述べられた実施形態の種々の特徴が本発明に従って組み合わせられ得ることを理解するだろう。請求項において、"有する"という用語は、他の要素又はステップの存在を除外するものではない。

更に、個別に記載されているが、複数の手段、要素又は方法ステップが、例えば単一のユニット又はプロセッサにより実行されてもよい。追加的に、個々の特徴は異なる請求項に含まれ得るが、これらは、場合により、有利に組み合わせられ、異なる請求項における包含は、これら特徴の組み合わせが実現可能ではない／有利ではないことを意味するものではない。請求項の一のカテゴリにおける特徴の包含も、このカテゴリに対する限定を意味するものではなく、むしろ、この特徴は、適切なものとして他の請求項のカテゴリに同等に適用可能である。更に、請求項における特徴の順序は、これらの特徴が動作されるべき如何なる特定の順序を意味するものではなく、詳細には、方法に係る請求項における個々のステップの順序は、これらのステップがこの順序で実行されなければならないことを意味するものではない。むしろ、これらのステップは、任意の適切な順序で実行され得る。加えて、単数表記は複数を除外するものではない。それ故、"第１"、"第２"等の参照は、複数を排除するものはない。請求項中の参照符号は、単に明確にする例として与えられ、如何なる態様においても請求項の範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。

Claims (15)

1. カラー画像のコントラスト強調のための装置であって、
   画像エリアに関する色値をもつ前記カラー画像を与える手段と、
   前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアの輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行するためのコントラスト強調手段とを有する、装置。
2. 前記コントラスト強調手段は、
   前記画像エリアの前記色値に応じて、前記少なくとも幾つかの画像エリアのそれぞれに関する補償済み輝度値を生成するための補償手段と、
   前記補償済み輝度値に対して輝度コントラスト強調を実行するための手段とを有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記補償手段は、
   第１の画像エリアに関する公称輝度値を前記第１の画像エリアに関する色値の関数として決定するための公称輝度手段と、
   前記第１の画像エリアに関する補償済み輝度値を前記公称輝度値及び前記第１の画像エリアの輝度値の関数として生成するための輝度決定手段とを更に有する、請求項２に記載の装置。
4. 前記補償手段は、前記公称輝度値に対して前記第１の画像エリアに関する前記輝度値を正規化することにより、前記第１の画像エリアに関する前記補償済み輝度値を生成するように構成される、請求項３に記載の装置。
5. 前記公称輝度手段は、複数の色値に関する公称輝度値を有するルックアップテーブルを格納するためのデータ格納部を有し、前記ルックアップテーブルにおけるテーブルルックアップにより前記公称輝度値を決定するように構成される、請求項３に記載の装置。
6. 前記公称輝度値は、前記第１の画像エリアの前記色値に関する最大輝度値である、請求項３に記載の装置。
7. 前記公称輝度手段は、前記色値の複数の線形色成分値の関数として前記公称輝度を決定するように構成され、各色成分値は、表示主色に対応する、請求項３に記載の装置。
8. 前記公称輝度手段は、
   前記線形色成分値の最大値に対して前記線形色成分値を正規化することにより、正規化された色成分値を生成し、
   前記正規化された色成分値の組み合わせとして前記公称輝度を決定するように構成され、
   前記組み合わせは、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度に対応する重み付けを有する、請求項７に記載の装置。
9. 前記公称輝度手段は、前記線形色成分値の組み合わせとして前記第１の画像エリアに関する前記輝度値を決定するように構成され、前記組み合わせは、線形色成分値に対応する各色に関する知覚輝度の寄与度に対応する重み付けを有する、請求項８に記載の装置。
10. 前記コントラスト強調手段は、前記輝度コントラスト強調から生ずるコントラスト強調された輝度値を脱補償するための手段を更に有し、前記脱補償は、前記補償手段の逆動作に対応する、請求項２に記載の装置。
11. 前記コントラスト強調手段は、
    少なくとも第１の画像エリアに対して、前記第１の画像エリアに関する補償済み輝度値と前記輝度コントラスト強調から生ずる強調された輝度値との間の関係を決定するための手段と、
    前記関係に応じて前記第１の画像エリアに関する色値を変更するための変更手段とを更に有する、請求項２に記載の装置。
12. 前記変更手段は、前記第１の画像エリアに関する色値の色成分値を、前記第１の画像エリアに関する前記補償済み輝度値と前記第１の画像エリアに関する前記輝度値との間の割合で乗算するように構成され、各色成分値は、表示主色に対応する、請求項１１に記載の装置。
13. 非線形マルチカラー成分色値を線形マルチカラー成分色値に変換するための手段を更に有し、
    前記輝度手段は、前記線形マルチカラー成分色値に応じて輝度値を決定するように構成される、請求項１に記載の装置。
14. 前記コントラスト強調手段は、前記色値に応じて各画像エリアに関する照射強度値を決定し、前記照射強度値に対して前記コントラスト強調を実行するための手段を有する、請求項１に記載の装置。
15. カラー画像のためのコントラスト強調の方法であって、
    画像エリアに関する色値をもつ前記カラー画像を与えるステップと、
    前記画像エリアに関する色値に応じて少なくとも幾つかの画像エリアの各画像エリアに関する輝度特性を変更することにより、前記カラー画像に対してコントラスト強調を実行するステップとを有する、方法。

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